[发明专利]用于启动和驱动高压放电灯的电路装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于启动和驱动高压放电灯的电路装置和方法，所述电路装置具有输出中间电路电压的整流电路，用于产生交流电压的半桥变换器以及用于产生点燃电压以启动高压放电灯的叠加点燃设备。

背景技术

本发明基于一种根据独立权利要求的类型的用于启动和驱动高压放电灯的电路装置和方法。

本发明尤其涉及用于高压放电灯的驱动设备，所述高压放电灯构建在具有耦合电容器的半桥电路上。具有半桥电路的已知的驱动设备例如借助于电网电压驱动，并且具有提供通常调节的直流电压的整流器电路。所述电压通常也被称作中间电路电压。

与原理相关地，在具有半桥的驱动设备中，能够施加到高压放电灯上的最大电压是中间电路电压的一半、也就是最大约为250V，因为一半的电压降在耦合电容器上。如果高压放电灯在点燃之后不久、也就是在灯电极间的电击穿建立之后不久“起动”，那么能够施加到高压放电灯上的所述最大电压在启动高压放电灯时是尤其重要的，以下也将所述高压放电灯称作灯。这在高压放电灯中始终是易出故障的工作点，因为气体放电灯燃烧器的电极在此仍是冷的。

在以交流电流驱动气体放电灯时，引弧基本上是麻烦的。在以交流电流驱动时，在对驱动电压进行整流期间，阴极成为阳极并且反之阳极成为阴极。与原理相关地，阴极-阳极的转换是不难实现的，因为电极的温度不对其以阳极的方式工作产生影响。在阳极-阴极转换的情况下，电极能够提供足够高电流的能力与其温度相关。如果所述温度过低，那么电弧在整流期间、通常在过零点之后从点状的引弧驱动方式转换成扩散的引弧驱动方式。所述转换伴随着光发射的通常可见的干扰，这能够被感觉成闪烁。在最不利的情况下，灯完全熄灭。

有意义地，也以点状的引弧驱动方式来驱动灯，因为引弧在此极其小进而极其热。这导致，在此由于在小的引弧点上的较高的温度而需要小的电压，以便能够充分地提供电流。

以下过程被视作整流，其中电压的极性转换，并且其中因此出现强的电流或电压变化。在灯的基本上对称的驱动方式中，在整流时间的中间期间存在电压过零点或电流过零点。在此要注意的是，电压整流通常总是比电流整流更快地进行。

从“The boundary layers of Ac-arcs at HID-electrodes:phase resolved electrical measurements and optical observations”，O.Langenscheidt等，J.Phys D40(2007)，第415-431页中已知，在冷电极和扩散的引弧的情况下，电压在整流之后首先上升，因为过冷的电极仅能够通过较高的电压来提供必要的电流。如果用于驱动气体放电灯的装置不能够提供所述电压，那么出现上述闪烁。

在灯启动时，尤其强地出现所述问题，因为电极在此仅具有环境温度以及仍不具有其高于2000℃的驱动温度。在此，当施加到灯上的电压过小时，灯在点燃之后马上再熄灭的可能性很大。所述电压通常被称作转移电压（），因为所述电压引导高压放电灯从点燃不久之后的辉光放电转移到电弧放电。在高压放电灯的一些类型中，构造在半桥上的驱动设备能够提供的最大的250V的转移电压过小，以便无法确保高压放电灯的可靠启动。

半桥驱动设备的另一问题在于，由于与高压放电灯串联的电容器，所述半桥驱动设备不能够将直流电流阶段施加到高压放电灯上。所述直流电流阶段在具有全桥的驱动设备中已长期属于现有技术，因为所述直流电流阶段确保灯电极的快速的以及精确的加热。

为了解决第一个问题，从现有技术中已知，将开关并联于耦合电容器中的一个，以便使所述耦合电容器放电并且提高转移电压。从WO2002/32195中已知这种电路装置。在此，在启动高压放电灯之前，将具有串联电阻的开关并联于耦合电容器，并且所述耦合电容器在开关闭合时完全地放电。

对于其他问题，没有从现有技术中得到解决方案。